АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ В СОЧЕТАНИИ С ОБРАБОТКАМИ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИН ПОТОКООТКЛОНЯЮЩИМИ СОСТАВАМИ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ «Х»

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ В СОЧЕТАНИИ С ОБРАБОТКАМИ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИН ПОТОКООТКЛОНЯЮЩИМИ СОСТАВАМИ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ «Х»

Научная статья

Нанишвили О.А.^1, *, Пермин Д.Д.², Самойлов В.Р.³

^{1, 2, 3} ФГБОУ ВО «Югорский государственный университет», Ханты-Мансийск, Россия

* Корреспондирующий автор (olgayugu[at]yandex.ru)

Аннотация

В настоящее время перед нефтяной отраслью стоит важная задача по добыче изначально неизвлекаемых запасов нефти. В данной статье рассматривается конкретный объект месторождения «Х», его литологические особенности; анализируется эффективность применения нестационарного заводнения (НЗ), а также НЗ в совокупности с технологией закачки потокоотклоняющих составов (ПОС) на отобранных участках в различные периоды эксплуатации. В заключении сделаны выводы по результатам опытно-промышленных испытаний и приведены рекомендации о целесообразности применения данного метода в дальнейшем для повышения конечного коэффициента извлечения нефти (КИН).

Ключевые слова: методы увеличения нефтеотдачи, нестационарное заводнение, потокоотклоняющие составы, обводнённость, коэффициент извлечения нефти.

EFFECTIVENESS ANALYSIS OF COMPLEX EFFECTS OF UNSTEADY WATER-FLOODING COMBINED WITH PROCESSING OF WATER INJECTION WELLS BY FLOW DIVERTING COMPOSITIONS AT THE “X” FIELD

Research article

Nanishvili O.A.^1, *, Permin D.D.², Samoilov V.R.³

^{1, 2, 3} Ugra State University, Khanty-Mansiysk, Russian Federation

* Corresponding author (olgayugu[at]yandex.ru)

Abstract

For now, the oil industry is facing an important task of extracting initially non-recoverable oil reserves. This article discusses the specific object of the “X” deposit, its lithological features; analyzes the effectiveness of unsteady water-flooding (UWF), as well as UWF combined with the technology of injection of flow-diverting compositions (FDC) on selected sites in different periods of operation. The authors present their conclusions from the results of pilot tests and give their recommendations on the feasibility of using this method in the future to increase the final oil recovery ratio (ORR).

Keywords: enhanced oil recovery methods, unsteady waterflooding, flow-diverting compositions, water-cut, oil recovery factor.

Месторождение «Х» расположено в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Промышленная нефтеносность месторождения установлена практически по всему разрезу меловых и юрских отложений. [1]

К настоящему времени все высокопродуктивные запасы (85 залежей нефти из 154) уже введены в разработку.

Верхнеготерив-барремский нефтегазоносный комплекс объединяет отложения верхней части ванденской свиты и нижнюю часть алымской свиты. Основные продуктивные пласты комплекса – АВ_1-3.

Пласт АВ₃ представлен песчаными коллекторами прибрежно-морского происхождения и повсеместно развит по площади.

Продуктивный пласт АВ_1-2 представлен толщей песчаников и глин мелководно-морского генезиса, в коллекторских разностях представлен по всей площади месторождения. [2]

Пласты группы АВ_1-3 характеризуются невыдержанностью эффективных толщин. Явно выраженной закономерности в распределении толщин по площади не наблюдается. Однако, в составе пласта АВ_1-2 одна зона повышенных значений эффективных толщин (более 20 м) почти в субширотном направлении пересекает центральную часть залежи. Пласт АВ₃ находится непосредственно под основным пластом месторождения АВ_1-2 и отделяется глинистыми разностями от него, а на отдаленных участках сливается с ним.

Эксплуатационный объект АВ_1-3 является одним из основных объектов разработки месторождения. Технологические показатели разработки объекта в значительной степени определяют динамику разработки месторождения в целом. В объект разработки объединены два пласта АВ_1-2 и АВ₃. Площадь нефтеносности пласта АВ₃ существенно меньше площади нефтеносности пласта АВ_1-2.

На долю объекта приходится 64 % геологических и 67 % извлекаемых запасов промышленных категорий, 49 % текущей и 74 % накопленной добычи нефти месторождения. Разработка объекта ведется с 1983 года. [1]

Объект АВ_1-3 характеризуется слоистой и зональной неоднородностью, и поэтому в процессе разработки остаются застойные тупиковые зоны и малодренируемые участки, включение которых в работу возможно при проведении гидродинамических МУН.

Применение нестационарного воздействия (НЗ) на месторождении началось в 2007 году. Динамика применения в 2009-2015 годы приведена на рисунке 1.

Рис. 1 – Динамика применения методов нестационарного воздействия на пластах месторождения «Х» в 2009-2015 годах

 

Нестационарное заводнение, сочетающее циклическую закачку воды с изменением направления фильтрационных потоков, позволяет повысить коэффициенты вытеснения нефти по мощности пласта и охвата пласта заводнением [3], [4], [5].

По мере увеличения отборов извлекаемых запасов нефти и роста обводненности продукции отмечается снижение эффекта от проведения НЗ (2014 г.), также снижается количество скважинно-операций направленных на увеличение КИН путем изменения направления фильтрационных потоков и подключение в работу застойных, не дренируемых зон пласта.

По результатам расчёта технологической эффективности отмечается неоднозначность в дополнительной добыче нефти при воздействии на пласты НЗ, для объектов месторождения характерны как высокоэффективные, так и низкоэффективные результаты.

Максимальное количество мероприятий по НЗ проведено на объекте АВ_1-3 – 80 скв.-операций. Следует отметить, что на объекте АВ_1-3 при проведении НЗ сократилась добыча воды на 25,4 (2013 г.) и 39,5 (2014 г.) тыс. м³. Из этого следует, что на объекте АВ_1-3 в процессе проведения НЗ вовлекаются в разработку слабодренируемые запасы нефти.

На месторождении в 2013 и 2014 годах проводили комплексное воздействие НЗ в сочетании с адресными обработками нагнетательных скважин потокоотклоняющими составами (ПОС).

На поздних стадиях разработки месторождений из-за промывки пор высокопроницаемые участки становятся основными путями движения нагнетаемой воды к добывающим скважинам. Поэтому основная цель применения потокоотклоняющих составов в текущий момент – это стабилизация или снижение темпов роста обводненности добываемой продукции. [6], [7], [8].

В 2013 году на первом участке НЗ в нагнетательные скважины проводились закачки гелеобразующего состава ГОС-1(АС) за 2 месяца до начала реализации НЗ, на втором участке НЗ в нагнетательные скважины проводились обработки ГОС за 5 месяца до начало реализации НЗ. На третьем участке НЗ в нагнетательные скважины закачка ГОС за 3 месяца до начало реализации НЗ и в одной скважине после проведения НЗ. Схема распределения участков НЗ и адресных обработок потокоотклоняющими составами по годам приведена на рисунке 2.

 

Рис. 2 – Схема расположения участков реализации НЗ и адресных обработок потокоотклоняющими составами (ПОС) в 2013 году, объект АВ_1-3

 

В 2014 году на первом участке НЗ в нагнетательные скважины проводились закачки потокоотклоняющего состава за 3 месяца до начало реализации НЗ (см. рисунок 3).

Приемистость низкопроницаемых интервалов уменьшается сильнее, чем высокопроницаемых. При пониженном давлении закачки (на десятки атмосфер ниже устьевого давления при нагнетании в пласт жидкости) низкопроницаемые (нефтенасыщенные) пропластки перестают принимать закачиваемую воду. Для того, чтобы закачиваемая биополимерная композиция попала преимущественно в промытую водонасыщенную зону, закачка композиции в пласт производится при давлении на 5-10 атмосфер ниже давления в линии ППД [9].

 

Рис. 3 – Схема расположения участков реализации НЗ и адресных обработок ПОС в 2014 году, объект АВ_1-3

 

Снижение обводненности и рост показателей работы скважин (дебит нефти) по реагирующим скважинам на участке комплексного воздействия, начался именно после окончания реализации НЗ.

В период проведения НЗ в сочетании с адресными обработками скважин потокоотклоняющими составами, отмечается тенденция к снижению обводненности в 96 % добывающих скважинах. Обработка нагнетательных скважин потокоотклоняющими составами положительно отражается на работе окружающих добывающих и позволяет снизить и стабилизировать обводненность продукции (см. рисунок 4).

 

Рис. 4 – Динамика показателей работы добывающих скважин в период проведения нестационарного заводнения и ПОС на первом участке НЗ месторождения «Х», объект АВ_1-3

 

Дополнительная добыча нефти за счет обработки нагнетательных скважин ПОС на участках НЗ составила 15,4 тыс. т в 2013 году и 1,7 тыс. т в 2014 году. За счет проведения НЗ – 6,6 тыс. т в 2013 г. и 0,24 тыс. т в 2014 г.

Анализ показал, что при проведении адресных обработок нагнетательных скважин ГОС за 3-6 месяцев до начала НЗ, в период проведения НЗ происходит снижение обводненности, а увеличение дебитов нефти происходит в период после проведения НЗ (см. рисунок 5).

Низкая эффективность отмечается при проведении мероприятий, направленных на целенаправленное тампонирование потокоотклоняющими составами высокопроницаемых и обводнённых пропластков, в период остановок нагнетательных скважин по программе НЗ, так как невозможно поддерживать давление на уровне, исключающем образование техногенной трещиноватости. Смена фильтрационных потоков вызывает знакопеременные, по величине и направлению действия, нагрузки на сформировавшийся в пористой среде гель. Это, в свою очередь, приводит к разупрочнению структурных связей между кластерами молекул геля, снижению адгезионных сил сцепления геля с горной породой, к значительным сдвигом деформациям тела геля. [10]

 

Рис. 5 – Зависимость продолжительности эффекта и дополнительной добычи нефти от времени проведения адресных обработок нагнетательных скважин ГОС на участках НЗ

 

Высокие показатели разработки нефтяных месторождений и конечный КИН можно получить только при эффективном регулировании процесса фильтрации. Регулирование с помощью ПОС обеспечивается перераспределением фильтрационных потоков внутри пласта. Такое воздействие приводит к вовлечению в процесс вытеснения «застойных» зон, не охваченных процессом фильтрации. К положительным результатам проведения мероприятий относятся также существенное сокращение объема закачиваемой и попутно-добываемой воды. [9]

Исходя из вышеизложенного, в целях регулирования процесса фильтрации и вовлечения ранее недренируемых зон пласта, в дальнейшем необходимо проводить мероприятия по обработке скважин нагнетательного фонда потокоотклоняющими составами для повышения уровня добычи нефти и, соответственно, конечного КИН.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Атлас «Геология и нефтегазоносность Ханты-Мансийского автономного округа» / Ред. Э.А. Ахпателов, В.А. Волков, В.Н. Гончарова. – Екатеринбург: ИздатНаукаСервис, 2004. – 148 с.
2. Гавура В.Е. Геология и разработка нефтяных и газонефтяных месторождений / В.Е. Гавура. - М.: ВНИИОЭНГ, 1995. - 496 с.
3. Апасов Т.К. Методы интенсификации добычи нефти и повышения нефтеотдачи для месторождений Западной Сибири: учебное пособие / Т.К. Апасов, Р.Т. Апасов, Г.Т. Апасов. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2015. – 187с.
4. Рузин Л.М. Методы повышения нефтеотдачи пластов (теория и практика): учебное пособие / Л.М. Рузин, О.А. Морозюк. - Ухта: УГТУ, 2014. - 127с.
5. Ильина Г.Ф. Методы и технологии повышения нефтеотдачи для коллекторов Западной Сибири: учебное пособие / Г.Ф. Ильина, Л.К. Алтунина. - Томск: Изд-во ТПУ, 2006.-166с.
6. Лушанков С.С. Эффективность применения физико-химических методов увеличения нефтеотдачи при разработке месторождений Сургутского района [Электронныйресурс] / С.С. Лушанков // European Student Scientific Journal. - 2018. - № 3 - URL: http://sjes.esrae.ru/ru/article/view?id=430 (дата обращения: 26.03.2019)
7. Лысенко В.Д. Инновационная разработка нефтяных месторождений / В.Д. Лысенко. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - 516с.
8. Казаков А.Л. Прогноз обводнения и нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки / А.Л. Казаков, B.C. Орлов. - М.: ВНИИОЭНГ, 2007. - 51с.
9. РД 39-3-507-80. Руководство по выравниванию фронта нагнетаемой воды и регулированию выработки пластов за счет применения циклического заводнения и перемены направления фильтрационных потоков. - Введ. 1981-11-06. - Главтюменнефтегаз, 1980. - 22с.
10. Алтунина Л.К., Кувшинов В.А.. Применение термотропных гелей для повышения нефтеотдачи // Нефтеотдача, 2002, № 5 с. 28-35.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Geologiya i neftegazonosnost' Khanty-Mansiyskogo avtonomnogo okruga [Atlas "Geology and Oil and Gas Potential of the Khanty-Mansiysk Autonomous Region] / Ed. by E.A. Akhpatelov, V.A. Volkov, V.N. Goncharova. – Ekaterinburg: IzdatNaukaService, 2004. – 148 p. [In Russian]
2. Gavura V.E. Geologiya i razrabotka neftyanykh i gazoneftyanykh mestorozhdeniy [Geology and Development of Oil and Gas and Oil Fields] / V.E. Gavura. – M.: VNIIOENG, 1995. – 496 p. [In Russian]
3. Apasov T.K. Metody intensifikatsii dobychi nefti i povysheniya nefteotdachi dlya mestorozhdeniy Zapadnoy Sibiri: uchebnoye posobiye [Oil Production Intensification Methods and Enhanced Oil Recovery for Fields in Western Siberia: Study Guide] / T.K. Apasov, R.T. Apasov, G.T. Apasov. – Tyumen: Tsogu, 2015. – 187 p. [In Russian]
4. Ruzin L.M. Metody povysheniya nefteotdachi plastov (teoriya i praktika): uchebnoye posobiye [Enhanced Oil Recovery Methods (Theory and Practice): Study Guide] / L.M. Ruzin, O.A. Morozyuk. – Ukhta: USTU, 2014. – 127 p. [In Russian]
5. Ilyina G.F. Metody i tekhnologii povysheniya nefteotdachi dlya kollektorov Zapadnoy Sibiri: uchebnoye posobiye [Enhanced Oil Recovery Methods and Technologies for Collectors of Western Siberia: a Tutorial] / G.F. Ilyina, L.K. Altunina. – Tomsk: TPU publishing house, 2006. – 166 p. [In Russian]
6. Lushankov S.S. Effektivnost' primeneniya fiziko-khimicheskikh metodov uvelicheniya nefteotdachi pri razrabotke mestorozhdeniy Surgutskogo rayona [Efficiency of Physico-chemical Methods Application in Increasing Oil Recovery in the Development of Fields in the Surgut District [Electronic resource] / S.S. Lushankov // European Student Scientific Journal [European Student Scientific Journal]. – 2018. – No. 3 – URL: http://sjes.esrae.ru/en/article/view?id=430 (accessed: 26.03.2019) [In Russian]
7. Lysenko V.D. Innovatsionnaya razrabotka neftyanykh mestorozhdeniy [Innovative Development of Oil Fields] / V.D. Lysenko. – M.: LLC Nedra-Business Center, 2000. – 516 p. [In Russian]
8. Kazakov A.L. Prognoz obvodneniya i nefteotdachi plastov na pozdney stadii razrabotki [Forecasting of Watering and oil Recovery at the Late Stage of Development] / A.L. Kazakov, B.C. Orlov. – M.: VNIIOENG, 2007. – 51 p. [In Russian]
9. RD 39-3-507-80. Rukovodstvo po vyravnivaniyu fronta nagnetayemoy vody i regulirovaniyu vyrabotki plastov za schet primeneniya tsiklicheskogo zavodneniya i peremeny napravleniya fil'tratsionnykh potokov [Guidance on Alignment of the Front of Injection Water and the Regulation of Reservoir Generation through the Use of Cyclic Flooding and Changing the Direction of Filtration Flows] – Introd. 1981-11-06. – Glavtyumenneftegaz, 1980. – 22 p. [In Russian]
10. Altunina, L.K., Kuvshinov, V.A. Primeneniye termotropnykh geley dlya povysheniya nefteotdachi [Use of Thermotropic Gels for Enhanced Oil Recovery], Nefteotdacha, 2002, – No. 5, – p. 28-35. [In Russian]